風箏帆助航技術(shù)研究.pdf

1、據(jù)能源專家估計，航運所用燃料的消耗約占全球燃料消耗總量5％左右。隨著能源危機和環(huán)境危機的加深，人們越來越關(guān)注節(jié)能和環(huán)保，越來越關(guān)注船舶的燃油問題。另一方面，由于石油能源的不斷匱乏，雖然近來原油價格不斷下降，但是原油的價格從長遠來看，是會不斷攀升。從企業(yè)經(jīng)濟利益來看，節(jié)能也是非常重要的，另外節(jié)能也是我國國民經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的一項長期國策。所以科學家和工程師們不斷尋求解決辦法，有的將原有機械不斷改進，有的求助新能源或前輩的智慧。本論文所研究的

2、就是在船舶上安裝風箏似的風帆來利用風能，是一種既古老，又創(chuàng)新的方法。 首先，通過風帆數(shù)值模擬研究風帆的空氣動力性能。對攻角和拱度變化對風帆受力的影響進行研究，并求出風帆的升力系數(shù)和風帆阻力系數(shù)分別與攻角和拱度的關(guān)系。提出了風帆節(jié)能效果的計算方法，該方法計算步驟：計算風帆以及相關(guān)部件所引起的升力系數(shù)和阻力系數(shù)；建立風帆運行的數(shù)學模型，把各個速度和角度之間的關(guān)系化解成一定的數(shù)學關(guān)系；根據(jù)風帆受力與牽引繩索的方向一致的假設，解出風帆周

3、圍的相對風速，從而求得風帆所受到的升力和阻力；分析在風帆拉力作用下螺旋槳和主機偏離設計工況的情況，進而得出了節(jié)油量，從而得到節(jié)油效果。 最后，對帆的推進特性、船體的阻力特性、螺旋槳的推進特性以及主機的速度特性和推進特性分別進行討論。安裝風帆以后，船舶的能量和力的平衡關(guān)系發(fā)生了變化，所以又對船舶的能量傳遞和力的平衡關(guān)系進行了基本的討論。這兩部分是為最后的風帆助航船航行模式對主機的影響計算分析作準備。通過對一個具體的案例的計算，得出